K-----渗透系数（见P32表2-3）。
由于达西定律只适用于层流的情况，故一般只适用于中砂、细砂、粉砂等。
在粘土中，土颗粒周围存在着结合水，结合水因受到电分子引力的作用而呈现粘滞性。因此，粘土中自由水的渗流受到结合水的粘滞作用产生很大的阻力，只有克服结合水的抗拉强度后才能开始渗流。我们将克服此抗拉强度所需要的水头梯度，称为粘土的起始水头梯度ib。这样在粘土中，达西定律为：
v?k(i?ib)
式中: ib---起始水头梯度（起始水力坡降）。
在
砾类土和巨粒土中，只有在小的水力坡降下，渗透速度与水力坡降才呈线性关系，而在较大的水力坡降下，水在土中的流动进入紊流状态，呈非线性关系，此时达西定律不能适用，如上图（c）所示，需建立紊流情况下的公式关系。
3．渗透系数（自学） 4．影响水渗透性的因素 （1）土的粒度成份及矿物成份
土颗粒越大、越浑园、越均匀、级配越差时，渗透性越大。反之，渗
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透性越小，例如，砂土中含有较多粘土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。
（2）土的矿物成份
关于土的矿物成份对无粘性土的渗透性影响不大，但对于粘性土的渗透性影响较大。粘性土中含有亲水性较大的粘土矿物（如蒙脱石）或有机质时，由于它们具有很大的膨胀性，就大大降低了土的渗透性，含有大量有机质的淤泥几乎是不透水的。
（3）结合水膜厚度
粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。
（4）土的结构构造
天然土层通常是各向异性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。
（5）水的粘滞度
水在土中的渗透速度与水的重度及粘滞度有关，而这两个数值又与温度有关。一般水的重度随温度变化很小，可略去不计，但水的粘滞系数随温度的升高而降低，从而增加了水的渗透性。
（6）土中气体
当土中存在封闭气泡时，会阻塞水的渗透，从而降低了土的渗透性。
二、动水力及渗流破坏
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1．动水力
水在土中渗流时，受到土颗粒的阻力T的作用，这个力的作用方向与水流方向相反。根据作用力与反作用力相等的原理，水流也必须有一个相等的力作用在土的颗粒上，我们把水在土中渗流时，对单位体积土骨架所产生的作用力称为动水力GD（KN/m3）。
GD?i?w
*总结：动水力是一个渗透力，也是一个体积力，是地下水在渗流过程中对单位体积土骨架所产生的作用力，其大小与水力坡降成正比，其方向与渗流方向一致。 2．流砂
当水流向下流动时，动水力方向与重力方向一致，使土颗粒压得更加紧密，对工程有利。反之，当水流向上渗流时，动水力的方向与重力方向相反。当动水力GD的数值等于或大于土的浮重度r'时，土体颗粒间的压力就等于零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象称为流砂。即流砂产生的条件为：
GD???
或
i??? ?w令icr???,称为临界水力坡降（临界水头梯度），只要实际水力坡降i?icr，?w则会产生流砂。
容许水力坡降[i]?icr（取安全系数K＝2.0～2.5），设计时渗流逸出处K48
的水力坡降应满足如下要求：
i?[i]?icr K流砂现象主要发生在细砂、粉砂及粉土等土层中。对于饱和的低塑性粘性土，当受到扰动时，也会发生流砂现象，而在粗颗粒及粘土中则不易发生。
流砂现象一般发生在土体表面渗流逸出处，不发生于土体内部。基坑开挖排水时，常采用排水沟明排地下水的方法。此时地下水流动的方向向着基槽，由于基槽中土体已挖除，形成临空面，在动水力的作用下可能产生流砂现象。这时，坑底土一面挖一面会随水涌出，无法清除，站在坑底的人和放置的施工设备也会陷下去。由于坑底土随水涌入基坑，使坑底土的结构破坏，强度降低，将来会使建筑物产生附加沉降。
一般情况下，施工前应做好周密地勘测工作，当基坑底面的土层属于容易引起流砂现象的土质时，应避免采用排水沟明排地下水，而应采用人工降低地下水位（井点降水）的方法进行施工。
3．管涌：当水力坡降i很大时，引起紊流，水流会将土体中细颗粒土带走，破坏土的结构，这种现象称为管涌。
长期管涌的结果会形成地下水洞，土洞由小逐渐扩大，可导致地表塌陷，如美国的伯明翰市。
河滩路堤两侧有水位差时，在路堤内或基底土内发生渗流，当水头梯度较大时，可能产生管涌现象，导致路堤坍塌破坏。为了防止管涌现象发生，一般可在渗流逸出部位铺设反滤层，或做防渗铺盖或施工防渗墙等。
流砂和管涌的区别是：流砂发生在土体表面渗流逸出处，不发生于土
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体内部，而管涌既可发生在渗流逸出处，也可发生于土体内部。
§3.3 流网及其应用（自学）
§3.4 土在冻结过程中的水分迁移与集聚
一、冻土现象及其危害
在寒冷季节因大气负温影响，土中水冻结成冰，此时土称为冻土。 1．冻土分类
（1）季节性冻土：是指冬季冻结，夏季全部融化的冻土； （2）隔年冻土：若冬季冻结，一两年不融化的土层； （3）多年冻土：凡冻结状态持续三年或三年以上的土层。 多年冻土的表层常覆盖有季节性冻土，故又称融冻层。
我国的多年冻土分布，基本上集中在纬度较高和海拔较高的严寒地区，如东北的大兴安岭北部的小兴安岭北部，青藏高原以及西部天山，阿尔泰山等地区，总面积约占我国领土的20％左右，而季节性冻土分布范围更广。
2．冻土现象
在冻土地区，随着土中水的冻结和融化，会发生一些独特的现象，称为冻土现象。冻土现象包括冻胀现象和融陷现象。
（1）冻胀现象：某些细粒土层随着土中水的冻结，土体产生体积膨胀，这种现象称为冻胀现象。
土层发生冻胀的原因，不仅是由于水分冻结成水时其体积要增大9％的缘故，而主要是由于土层冻结时，周围未冻结区中的水分会向表层冻结
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